CN220857969U - 一种10°倾斜度的光伏模块矩阵结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种10°倾斜度的光伏模块矩阵结构，涉及光伏支架技术领域。该光伏模块矩阵结构包括两种模块组，分别为朝向东西方向分布的东西向模块组和朝向南北方向设置的南北向模块组，东西向模块组和南北向模块组均包括底座、光伏电池板、前后脚和压载；本实用新型优化了光伏模块矩阵结构，改变整体构成和底座的连接方式，改善了光伏模块矩阵的倾斜角度，搭配防风板的使用，在减少了底座和整体材料的情况下，依然达到了良好的连接稳定性，保证光伏板的稳定使用，同时减少了光伏矩阵的材料使用，大大降低了光伏模块的制作和安装成本。

Description

一种10°倾斜度的光伏模块矩阵结构

技术领域

本实用新型涉及光伏支架技术领域，特别是涉及一种10°倾斜度的光伏模块矩阵结构。

背景技术

光伏支架，是太阳能光伏发电系统中为了摆放、安装、固定太阳能面板设计的特殊的支架，一般材质有铝合金、碳钢及不锈钢。光伏支架具有多种分类方式，如按照连接方式分为焊接式和组装式，按照安装结构分为固定式和逐日式，按照安装地点分为地面式和屋面式等。

例如专利授权号为CN109743890B中国专利公开的夹式安装导轨，安装支架，以及安装太阳能模块的方法，安装支架组件包括上夹具件和下夹具件。上夹具件具有第一构件，第一构件限定管插入孔以及底部开口空间，并包括上部分紧固件。下夹具件具有第二构件，该第二构件具有下部分紧固件，该下部分紧固件配置为与上部分紧固件配合，使得下夹具件可附接到上夹具件上。

还描述了安装有框或无框太阳能模块的方法。安装导轨附接到安装组件的上夹具件上。然后，将上夹具件卡扣到扭矩管上。然后通过将下夹具件的下部分紧固件与上夹具件的上部分紧固件配合，将安装组件的下夹具件附接到上夹具件上。当附接上夹具件和下夹具件时，底部开口空间闭合，安装导轨固定至扭矩管上。

目前绝大部分民宅屋顶上的太阳能板采用的安装方式都与此类似，均是首先将导轨固定在安装位置，再通过支架的安装和太阳能模块的固定实现太阳能板的稳定安装，但是目前的太阳能支架需要纵横相连，所用到的底座和整体材料较多，因此整个太阳能模块结构复杂，重量大，成本较高。

实用新型内容

本实用新型针对上述技术问题，克服现有技术的缺点，提供一种10°倾斜度的光伏模块矩阵结构。

为了解决以上技术问题，本实用新型提供一种10°倾斜度的光伏模块矩阵结构。

技术效果：优化了光伏模块矩阵结构，改变整体构成和底座的连接方式，改善了光伏模块矩阵的倾斜角度，搭配防风板的使用，在减少了底座和整体材料的情况下，依然达到了良好的连接稳定性，保证光伏板的稳定使用，同时减少了光伏矩阵的材料使用，大大降低了光伏模块的制作和安装成本。

本实用新型进一步限定的技术方案是：

一种10°倾斜度的光伏模块矩阵结构，分为朝向东西方向分布的东西向模块组和朝向南北方向分布的南北向模块组；

东西向模块组和南北向模块组均包括

底座，平行设有两条，固定在屋顶上，用于连接安装面并安装模块组；

光伏电池板，倾斜安装在底座上，用于收集太阳能；

前后脚，安装在底座两侧，并形成高度差，用于连接底座与光伏电池板，并使光伏电池板相对于安装面形成10°倾角；

压载，于每条底座上设有至少一个，以提升模块组的稳定性；

东西向模块组的若干块光伏电池板分别面向东方和西方倾斜，与底座形成等腰三角形结构；

南北向模块组的若干块光伏电池板均面向南方倾斜，与底座形成直角三角形结构。

进一步的，东西向模块组的南北方向开口上设有用于封闭开口的南北防风板；南北向模块组的东西方向开口上设有东西防风板，南北向模块组的北面设有北侧防风板。

前所述的一种10°倾斜度的光伏模块矩阵结构，光伏电池板包括光伏框架与固定在光伏框架内的光伏电池片；前后脚包括安装前脚和安装后脚，安装后脚的高度大于安装前脚的高度。

前所述的一种10°倾斜度的光伏模块矩阵结构，安装前脚和安装后脚与底座之间均通过安装座连接，安装座包括中空设置的安装主体，以及一体形成在安装主体两侧并贴合安装面的延伸板，安装主体内形成有横截面为梯形结构的安装孔，底座穿设于安装孔内。

前所述的一种10°倾斜度的光伏模块矩阵结构，底座包括穿透于若干个安装座内的无块导轨，无块导轨中空设置并形成有排水道。

前所述的一种10°倾斜度的光伏模块矩阵结构，南北防风板和东西防风板上均开设有排水泄风口和通口，压载位于通口内；压载包括架设在底座上的安装架和放置在安装架上的水泥块。

前所述的一种10°倾斜度的光伏模块矩阵结构，北侧防风板包括从上到下依次连接的顶部连接板、中间防风板和底部连接板，顶部连接板和底部连接板分别固定在前后脚的顶部和底部。

前所述的一种10°倾斜度的光伏模块矩阵结构，顶部连接板的横截面呈弧线形状，中间防风板朝向光伏电池板一侧倾斜，并与底部连接板连接形成向内倾斜的斜面。

前所述的一种10°倾斜度的光伏模块矩阵结构，顶部连接板与光伏电池板之间形成入风口，光伏电池板远离北侧防风板的一端与安装面之间形成出风口。

前所述的一种10°倾斜度的光伏模块矩阵结构，南北向模块组的相邻两块光伏电池板的连接处通过前后脚和安装座直接与安装面固定，不设置底座。

本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型中，将模块组分为两种模式可以根据不同纬度需要选择模块组。在纬度较低的地区，选择东西方向分布的模块组，能够迎合太阳的升落轨迹，提升光伏模块矩阵对太阳能的吸收效果；而高纬度地区，由于阳光倾斜照射，选择南北向模块组能够提升每日有效时间内对光能的吸收量，优化太阳能利用效果；

(2)本实用新型中，将东西向模块组设置为东西方向倾斜的等腰三角形结构，能够利用东西风对光伏电池板产生下压的作用力，提升整体结构的稳定性，并在南北方向开口上设置南北防风板，防止南北方向的气流进入东西向模块组内，影响东西向模块组的稳定结构；

(3)本实用新型中，光伏模块矩阵结构简单，成本和重量低，因此过大的倾角容易导致稳定性降低。在综合阳光照射条件与风力影响后，本实用新型将光伏电池板的安装倾角确定在10°，能够保证光伏模块矩阵结构整体稳定性最佳的条件下，达到最为良好的太阳能利用效果；

(4)本实用新型中，优化了光伏模块矩阵结构，改变整体构成和底座的连接方式，改善了光伏模块矩阵的倾斜角度，搭配防风板的使用，在减少了底座和整体材料的情况下，依然达到了良好的连接稳定性，保证光伏板的稳定使用，同时减少了光伏矩阵的材料使用，大大降低了光伏模块的制作和安装成本。

附图说明

图1为实施例1的整体结构图；

图2为南北向模块组对北风的分流示意图；

图3为南北向模块组的结构图；

图4为东西向模块组的结构图；

图5为图3中A处的放大示意图；

图6为安装前脚的连接示意图；

图7为安装前脚的结构示意图；

图8为安装后脚的结构示意图；

图9为角钢条的结构图。

其中：1、东西向模块组；11、南北防风板；12、排水泄风口；13、通口；2、南北向模块组；21、东西防风板；22、北侧防风板；221、顶部连接板；222、中间防风板；223、底部连接板；23、入风口；24、出风口；3、底座；31、无块导轨；311、排水道；4、光伏电池板；41、光伏框架；42、光伏电池片；5、前后脚；51、安装前脚；511、前座支脚；512、侧压块；513、侧压挡块；514、前座底板；515、前座安装框架；516、应力连接板；517、限位板；52、安装后脚；521、连接底板；522、连接顶板；523、中间连接板；524、加强板；525、应力开口；53、安装座；531、安装主体；532、延伸板；533、安装孔；534、固定凸块；535、加强凸起；536、固定口；537、限位条；538、应力槽；54、定位板；6、压载；61、安装架；611、贯通架；612、分体架；613、角钢条；614、限位部；615、安装口；616、安置区；617、泄流口；62、水泥块。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图及具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一元件，它可以直接在另一元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一元件，它可以是直接连接到一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

本实施例提供的一种10°倾斜度的光伏模块矩阵结构，结构如图1所示，包括两种模块组，分别为朝向东西方向分布的东西向模块组1和朝向南北方向设置的南北向模块组2。

由于矩阵结构大多设于北半球内，将模块组分为两种模式可以根据不同纬度需要选择模块组。在纬度较低的地区，选择东西方向分布的模块组，能够迎合太阳的升落轨迹，提升光伏模块矩阵对太阳能的吸收效果；而高纬度地区，由于阳光倾斜照射，选择南北向模块组2能够提升每日有效时间内对光能的吸收量，优化太阳能利用效果。

如图1至图3所示，东西向模块组1和南北向模块组2均包括底座3、光伏电池板4、前后脚5和压载6。底座3包括平行设置的两条无块导轨31，两条无块导轨31固定在屋顶上，用于连接屋顶的安装面并安装模块组。光伏电池板4则倾斜安装在底座3上，以接受阳光照射并收集太阳能。

底座3与光伏电池板4之间通过前后脚5连接，前后脚5包括固定在底座3两侧的安装前脚51和安装后脚52，安装后脚52的高度大于安装前脚51的高度，二者之间形成高度差，用于连接底座3与光伏电池板4，并使光伏电池板4相对于安装面形成10°倾角。同时为了提升矩阵结构整体的稳定性，在每条底座3上均设有至少一个压载6。

东西向模块组1和南北向模块组2之间的不同点在于：东西向模块组1的若干块光伏电池板4分别面向东方和西方倾斜，与底座3形成等腰三角形结构；而南北向模块组2的若干块光伏电池板4均面向南方倾斜，与底座3形成直角三角形结构。

同时，东西向模块组1的南北方向开口上设有用于封闭开口的南北防风板11；南北向模块组2的东西方向开口上设有东西防风板21，南北向模块组2的北面设有北侧防风板22。南北向模块组2的相邻两块光伏电池板4的连接处通过前后脚5和安装座53直接与安装面固定，不设置底座3。

由于本实用新型大多设于我国境内，夏季盛行东南、西南风，冬季则盛行西北、东北风，总体来说为东西风向，因此将东西向模块组1设置为东西方向倾斜的等腰三角形结构，能够利用东西风对光伏电池板4产生下压的作用力，提升整体结构的稳定性，并在南北方向开口上设置南北防风板11，防止南北方向的气流进入东西向模块组1内，影响东西向模块组1的稳定结构。

而南北向模块组2由于纬度因素产生的倾斜需要，将南北向模块组2形成倾斜的直角三角形结构，并通过东西防风板21和北侧防风板22封闭其余方向开口，能够防止风力过大而掀翻南北向模块组2，提升南北向模块组2的稳定性。

如图3至图4所示，为了进一步提升南北向模块组2的防风性能，本实用新型中的北侧防风板22包括从上到下依次连接的顶部连接板221、中间防风板222和底部连接板223，顶部连接板221和底部连接板223分别固定在前后脚5的顶部和底部。

顶部连接板221的横截面呈弧线形状，中间防风板222朝向光伏电池板4一侧倾斜，并与底部连接板223连接形成向内倾斜的斜面。顶部连接板221与光伏电池板4之间形成入风口23，光伏电池板4远离北侧防风板22的一端与安装面之间形成出风口24。

如图所示，设置倾斜的中间防风板222后，直吹向北侧防风板22的北风受到中间防风板222的引导，形成向底部后方回旋的气流，能够抵消部分后方的风力，减少北风对南北向模块组2产生的影响。而部分气流则经过弧面形状的顶部连接板221的引导，通过入风口23进入模块组内部，沿光伏电池板4的方向流动，最后通过另一侧的出风口24排出，如此将北风分为若干股，减少北风对南北向模块组2稳定性产生的影响。

此外，光伏电池板4的安装倾角一般受到当地纬度条件的影响，需要对应调节，而由于本实用新型中光伏模块矩阵结构简单，成本和重量低，因此过大的倾角容易导致稳定性降低。在综合阳光照射条件与风力影响后，本实用新型将光伏电池板4的安装倾角确定在10°，能够保证光伏模块矩阵结构整体稳定性最佳的条件下，达到最为良好的太阳能利用效果。

如图4至图9所示，底座3为整个模块组的基础，底座3包括无块导轨31和安装座53，安装座53套设在无块导轨31两端，用于连接安装前脚51和安装后脚52；安装座53包括安装主体531，安装主体531中空形成形状与无块导轨31形状匹配的安装孔533，安装主体531两端向外形成有贴合安装面的延伸板532。而无块导轨31中空设置形成排水道311，无块导轨31套接于安装孔533内。

安装主体531横截面呈梯形设置，安装主体531外一侧面形成有固定凸块534，固定凸块534上穿设有螺栓，螺栓末端抵接于无块导轨31侧面，用于紧固无块导轨31。安装前脚51和安装后脚52底部均设有定位板54，定位板54穿设于安装座53内，安装主体531内顶面设有向内凸出设置的加强凸起535，安装前脚51和安装后脚52均通过螺栓紧固在加强凸起535位置。

安装主体531底面形成有固定口536，通过螺栓与固定口536的配合将安装主体531紧固在安装面上。安装主体531顶部两侧形成有向顶部凸出设置的限位条537，两根限位条537之间的间距大于安装前脚51和安装后脚52的宽度。无块导轨31底部宽度大于顶部宽度，整体横截面为梯形结构。同时延伸板532中间位置开设有应力槽538。

无块导轨31中空形成排水道311，在安装后能够通过两侧的排水道311进行积水的排放，避免积水、积雪对模块组寿命产生影响。在延伸板532上开设应力槽538，能够使模块组受风吹而产生晃动时，提供一定的形变量，防止晃动时形变产生的开裂或者变形影响。

在本实用新型中，压载6设于底座3的每条无块导轨31上，包括安装架61和架设于安装架61上的水泥块62，安装架61分为两端连接两条底座3的贯通架611和分别架设在两条底座3上的分体架612两种。贯通架611设于底座3中间位置，分体架612对称设于贯通架611的两侧；每个分体架612上对应放置有水泥块62，贯通架611内设有若干块等距放置的水泥块62。

在南北向模块组2中，只应用有分体架612结构的压载6，而东西向模块组1中，则在中间位置设置贯通架611，在两侧的无块导轨31上设置分体架612。同时南北防风板11和东西防风板21上均开设有排水泄风口12和通口13，压载6位于通口13内；压载6包括架设在底座3上的安装架61和放置在安装架61上的水泥块62。

贯通架611与分体架612按上述结构分布，是由于在东西模块组中，南北方向仅通过南北防风板11进行防风处理，因此在吹南北风时，需要依靠重量更大的贯通架611来保证整体结构的稳定性。同时设置的排水泄风口12能够将进入模块组内的风力、积水导出，避免影响模块组的整体稳定性和使用寿命。

分体架612包括两条对称设置的角钢条613，角钢条613顶部形成贴合水泥块62的安置部，用于安放水泥块62；角钢条613一侧的安置部末端向上弯曲形成贴合水泥块62侧面的限位部614，两片限位部614之间的间距与水泥块62的宽度相同。角钢条613中间位置形成有安装口615，底座3嵌合于安装口615内，角钢条613位于安装口615两侧的部位长度相同。

贯通架611的横截面呈U形结构，并形成有安置区616，安置区616的宽度与水泥块62的宽度相同，贯通架611的高度大于水泥块62的高度。此外，贯通架611的两端开设有用于释放积水的泄流口617。

分体架612直接嵌设在无块导轨31上，因此安装口615两侧的角钢条613长度相同，保证安装水泥块62后，重心处于安装口615内，均衡两侧的重量，进一步提升稳定性。贯通架611两侧设置的泄流口617能够将贯通架611内积存的雨、雪水排放流出，避免积水对金属结构造成腐蚀。

如图7至图8所示，本实用新型中的安装前脚51包括固定在安装座53上的前座支脚511、用于连接光伏电池板4的侧压块512，以及用于连接前座支脚511和侧压块512的侧压挡块513；安装后脚52包括一体成型的连接底板521、连接顶板522，以及用于连接二者的中间连接板523；连接底板521固定在底座3上，连接顶板522与光伏电池板4相对固定。

中间连接板523设有对称设置的两块，两块中间连接板523呈弧线设置，并均朝向安装后脚52的中心线倾斜，两块中间连接板523之间还设有相互交叉设置的加强板524。连接顶板522整体呈向上凸起的弧线形状，两侧的光伏电池板4通过相互配合的侧压块512和侧压挡块513固定在连接顶板522顶面的两侧。

加强板524与中间连接板523的连接位置开设有应力开口525，应力开口525设有四个。连接底板521为水平设置的直板，中间连接板523底部形成于连接底板521上，连接底板521的两端通过螺栓与安装座53固定。前座支脚511包括与安装座53固定的前座底板514，前座底板514上形成有前座安装框架515，前座安装框架515顶面倾斜设置，用于贴合放置光伏电池板4，并配合安装侧压挡块513。

此外，前座安装框架515中空设置，其中设有应力连接板516，应力连接板516中间位置弯曲形成中空圆柱状，前座安装框架515上形成有用于限制光伏电池板4位置的限位板517。

在安装后脚52中，中间连接板523设置成弧线的两块，当安装后脚52受压时，弧线形状的连接板能够提供一定缓冲，避免受压过大造成的光伏电池板4损坏，而中间连接板523之间设置的加强板524则能够保证安装后脚52的整体形状，提升安装后脚52的结构稳定性。

设置的应力开口525能够在安装后脚52受压形变时，提供一定的变形裕量，防止受力过大导致安装后脚52损坏；而连接顶板522呈弧面形状，能够将受力分解为若干角度，分散安装后脚52的受力，保证整体完好性。

本实用新型优化了光伏模块矩阵结构，改变整体构成和底座3的连接方式，改善了光伏模块矩阵的倾斜角度，搭配防风板的使用，在减少了底座3和整体材料的情况下，依然达到了良好的连接稳定性，保证光伏板的稳定使用，同时减少了光伏矩阵的材料使用，大大降低了光伏模块的制作和安装成本。

除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种10°倾斜度的光伏模块矩阵结构，其特征在于：分为朝向东西方向分布的东西向模块组(1)和朝向南北方向分布的南北向模块组(2)；

所述东西向模块组(1)和所述南北向模块组(2)均包括

底座(3)，平行设有两条，固定在屋顶上，用于连接安装面并安装模块组；

光伏电池板(4)，倾斜安装在所述底座(3)上，用于收集太阳能；

前后脚(5)，安装在底座(3)两侧，并形成高度差，用于连接底座(3)与光伏电池板(4)，并使光伏电池板(4)相对于安装面形成10°倾角；

压载(6)，于每条所述底座(3)上设有至少一个，以提升模块组的稳定性；

所述东西向模块组(1)的若干块所述光伏电池板(4)分别面向东方和西方倾斜，与所述底座(3)形成等腰三角形结构；

所述南北向模块组(2)的若干块所述光伏电池板(4)均面向南方倾斜，与所述底座(3)形成直角三角形结构。

2.根据权利要求1所述的一种10°倾斜度的光伏模块矩阵结构，其特征在于：所述东西向模块组(1)的南北方向开口上设有用于封闭开口的南北防风板(11)；所述南北向模块组(2)的东西方向开口上设有东西防风板(21)，所述南北向模块组(2)的北面设有北侧防风板(22)。

3.根据权利要求1所述的一种10°倾斜度的光伏模块矩阵结构，其特征在于：所述光伏电池板(4)包括光伏框架(41)与固定在所述光伏框架(41)内的光伏电池片(42)；所述前后脚(5)包括安装前脚(51)和安装后脚(52)，所述安装后脚(52)的高度大于所述安装前脚(51)的高度。

4.根据权利要求3所述的一种10°倾斜度的光伏模块矩阵结构，其特征在于：所述安装前脚(51)和所述安装后脚(52)与所述底座(3)之间均通过安装座(53)连接，所述安装座(53)包括中空设置的安装主体(531)，以及一体形成在所述安装主体(531)两侧并贴合安装面的延伸板(532)，所述安装主体(531)内形成有横截面为梯形结构的安装孔(533)，所述底座(3)穿设于所述安装孔(533)内。

5.根据权利要求4所述的一种10°倾斜度的光伏模块矩阵结构，其特征在于：所述底座(3)包括穿透于若干个所述安装座(53)内的无块导轨(31)，所述无块导轨(31)中空设置并形成有排水道(311)。

6.根据权利要求2所述的一种10°倾斜度的光伏模块矩阵结构，其特征在于：所述南北防风板(11)和所述东西防风板(21)上均开设有排水泄风口(12)和通口(13)，所述压载(6)位于所述通口(13)内；所述压载(6)包括架设在所述底座(3)上的安装架(61)和放置在所述安装架(61)上的水泥块(62)。

7.根据权利要求2所述的一种10°倾斜度的光伏模块矩阵结构，其特征在于：所述北侧防风板(22)包括从上到下依次连接的顶部连接板(221)、中间防风板(222)和底部连接板(223)，所述顶部连接板(221)和所述底部连接板(223)分别固定在所述前后脚(5)的顶部和底部。

8.根据权利要求7所述的一种10°倾斜度的光伏模块矩阵结构，其特征在于：所述顶部连接板(221)的横截面呈弧线形状，所述中间防风板(222)朝向所述光伏电池板(4)一侧倾斜，并与所述底部连接板(223)连接形成向内倾斜的斜面。

9.根据权利要求8所述的一种10°倾斜度的光伏模块矩阵结构，其特征在于：所述顶部连接板(221)与所述光伏电池板(4)之间形成入风口(23)，所述光伏电池板(4)远离所述北侧防风板(22)的一端与安装面之间形成出风口(24)。

10.根据权利要求4所述的一种10°倾斜度的光伏模块矩阵结构，其特征在于：所述南北向模块组(2)的相邻两块所述光伏电池板(4)的连接处通过所述前后脚(5)和所述安装座(53)直接与安装面固定，不设置所述底座(3)。